Елементи режиму різання під час свердління. Елементи режиму різання Вибір різального інструменту

Розрізняють дві схеми свердління:

Перша:головний рух різання (обертальний) задається інструменту. Йому повідомляється поступальний рух подачі. Дана схема характерна для верстатів свердлильного групи.

Друга:Головне рух різання повідомляється заготівлі, рух подачі – інструменту. Ця схема реалізується на верстатах токарної групи.

Глибина різанняпри свердлінні

при розсвердленні

Швидкість різанняпри свердлінні – це окружна швидкість найбільш віддаленої від осі свердла точки ріжучої кромки.

Аналізуючи останню формулу, видно, що з заданому періоді стійкості збільшення подачі вимагає зменшення швидкості різання. Швидкість під час свердління

Основний (технологічний чи машинний) часвизначається як окреме від поділу розрахункового шляху на швидкість відносного переміщення інструменту та заготівлі

L p =l+y+Δ - довжина розрахункового шляху інструменту

n – число оборотів шпинделя

S o - Подача на оборот.

При свердлінні рівнодіючу сил опоруна ріжучих кромках можна розрізнити на 3 складові:

Р 1 - Вертикальна складова, паралельна осі. Вона разом з осьової складової Р про, що діє на поперечній кромці, визначає осьову силу при свердлінні, яка протидіє руху подачі. За її величиною розраховують на міцність деталі вузла подачі свердлильного верстата.

Р 2 - горизонтальна складова, що проходить через вісь свердла.

Р 3 - складова, спрямована по дотичній до кола, на якій розташовується дана точка ріжучої кромки. Дотична складова є визначальною як моменти, а й швидкість обробки. Сили Р 3 , що діють на обох ріжучих кромках, спрямовані назустріч один одному і теоретично повинні врівноважитись, проте внаслідок неточності заточування свердла, неоднаковості довжин кромок і величин j вони не рівні. Тому в реальних умовахзавжди має місце деяка рівнодіюча DР 3 спрямована в бік більшої складової. Під дією цієї складової відбувається розбивка отвору, тобто його збільшення, порівняно з діаметром свердла. Розбивка отвору призводить до появи іншої похибки. відведення свердла. Вісь отвору зміщується щодо напряму подачі. Це відбувається внаслідок того, що зі збільшенням діаметра отвору внаслідок розбивання стрічки перестають виконувати свої центруючі функції. Розбивання отвору та виведення свердла завжди в тій чи іншій мірі властиві обробці отворів дволезовим інструментом, яким і є свердло.

Виготовлення свердел

Частина процесів виготовлення свердлів виконується за стандартами, частина – за ТУ.

Методи виготовлення: різьблене шліфування (з цілісних заготовок 0,5-13 мм), а також поздовжньо-гвинтовий прокат.

Матеріал:

Швидкорізальні сталі Р6, Р5

Зі спресованих матеріалів (спечені) фрезеруванням виготовляють свердла з конічним хвостовиком

Наноситься зносостійке покриття TiNO 3

Зенкерування отворів

Зенкеруваннямназивається процес обробки отворів, отриманих литтям, штампуванням або механічною обробкою з метою підвищення точності та зниження шорсткості.

Зенкерування відбувається під час використання робочого інструменту – Зенкер.

Цей інструмент має від трьох до шести лез. Як і у свердла, робоча частина зенкера включає ріжучу і калібруючу частини. Глибина різання розраховується так само, як при розсвердлюванні (напіврізність діаметрів зенкера та отвору, що обробляється).

Зенкер має ті ж кути, що свердло, за винятком кута нахилу поперечної кромки: у зенкера вона відсутня, кут нахилу канавок ≈10 -20 о.

Зенкер міцніший за свердло. При обробці отворів по 13-11 квалітету зенкерування може бути остаточною операцією.

Зенкеруванням обробляють циліндричні або конічні поглиблення (під головки гвинтів, гнізд, під клапани та ін), що сполучаються циліндричні та конічні, торцеві та інші поверхні, наскрізні та глухі отвори.

Цей методвважається продуктивним - він підвищує точність попередньо оброблених отворів, частково виправляє викривлення осі після свердління. Для підвищення точності обробки використовують пристрої з кондукторними втулками.

Насправді, крім зенкерування застосовують цкування. Робочий інструмент – цекування. До цікування вдаються, коли необхідно отримати, пази, наприклад, для ущільнювачів, торцеві площини, які є опорними поверхнями для болтів, гвинтів або гайок.

Розгортання

Розгортанням обробляють отвори діаметром від 3-х до 120 мм. Завдяки чистовому розгортанню набувають шорсткість поверхні, характерну для 7-го квалитету.

Робочий інструмент розгортка. Розгортки розраховані зі зняттям малого припуску. Вони відрізняються від зенкерів великою кількістю (6-14) зубів. Для отримання отворів підвищеної точності, а також при обробці отворів із поздовжніми пазами застосовують гвинтові розгортки.

Розрізняють робочу частину розгортки (I) та хвостовик (II) з лапкою для вибивання.

У розгорток малого діаметра хвостовик циліндричний, розгортки великого діаметравиконуються з конічним хвостовиком.

Робоча частина розгортки ділиться на ріжучу (А) та калібруючу (В) частини.

Усередині різальної частини розрізняють

1 - західний конус

2 - ріжучий конус

Калібруюча частина складається з

3 - циліндричної калібруючої частини

4 - калібруючої частини зі зворотною конусністю

Різниця діаметрів цієї конусності становить від 0,03 до 0,05 мм. Зворотна конусність виконується зменшення тертя і запобігання збільшення діаметра оброблюваного отвори рахунок биття розгортки. Це збільшення може становити від 0,005 до 0,08 мм. Для зменшення розбивки отвору застосовують плаваючі самоцентруючі патрони (оправки), що дозволяють компенсувати відхилення осі розгортки від осі шпинделя.

Передній кут розгортки близький до 0. На ріжучих зубцях задній кут порядку 10 о, зубці калібруючої частини мають прошліфовану площадку і задній кут на них дорівнює 0.

Залежно від заданої точності оброблюваного отвору застосовують такі схеми обробки:

Всі інструменти розмірні, у масовому виробництві застосовують комбінований інструмент – свердло та розгортка.

Просування

При протягуванні користуються інструментом – протяжкою.

Просування– процес обробки внутрішніх поверхоньрізної форми та плоских зовнішніх поверхонь. Метод застосовується у великосерійному та масовому виробництві. Перевагою методу є його висока продуктивністьпри обробці складних поверхонь із високим ступенем точності.

Принциповою відмінністю протягування є відсутність руху подачі. Рух різання завжди прямолінійний поступальний. Знімання матеріалу в процесі різання (за відсутності руху подачі) відбувається за рахунок того, що кожен наступний зуб протяжки має розміри більше на деяку величину t, ніж попередній.

У протяжці розрізняють

1 - передню захватну частину

5 - задню захватну частину

3 – ріжучу частину

4 - калібруючу частину

Крок зубів повинен забезпечувати рівномірний процес різання, але при цьому необхідно прагнути, щоб довжина протяжки була по можливості меншою, щоб уникнути труднощів при термообробці.

Крок зубів

Число зубів

Припуск z=0,5÷1,5 мм

Швидкість прошивання V пр =1÷15 м/хв

L – довжина протягуваного отвору

Зуби відрізняються кутами заточування. Задній кут різання у ріжучих зубів протяжки 24°, передній – 10÷20° при чорновій обробці та близько 5° при чистовій.

Залежно від складності контуру оброблюваної поверхні застосовуються різні схеми протягування:

1) Профільна схема. Кожен зуб знімає стружку по всьому контуру тонкими паралельними шарами. Застосовується ця схема при протягуванні простих контурів, коли на кожному зубі досить просто забезпечити контур, що повністю протягується.

2) Генераторна схема. Вона передбачає розбивку контуру на ділянки, де ріжучі зуби знімають стружку також паралельними шарами, і лише останні зуби проводять обробку всього профілю.

3) Прогресивна схема. Її також називають груповою. Ця схема передбачає розбивку всього контуру на тонкі ділянки, з яких матеріал знімається на всю величину припуску.

Для дроблення стружки на зубах роблять канавки у шаховому порядку. Простягання здійснюється як у вертикальному, так і в горизонтальному напрямку.

Прошиванняназивають аналогічну протягування обробку більш коротким інструментом - прошивкою. При прошивании інструмент відчуває напруження стиснення, а при протягування - розтягування, тому прошивку виконують відносно невелику довжину (250-500 мм).

Також застосовується у масовому виробництві. Переважно збірні протяжки - з боку заміни зубів і т.д.

Фрезерування

Фрезерування- Це високопродуктивний метод обробки матеріалів. При фрезеруванні обробляються плоскі та фасонні поверхні. Контур обробки у разі визначається інструментом – фрезою.

Серед усіх лезових інструментів фрези відрізняються найбільшою різноманітністю. Їх розрізняють

За місцем розташування зубів на вихідному циліндрі:

Торцеві

Циліндричні

За способом закріплення на верстаті:

Хвостові

Насадні

За способом розташування зубів на циліндрі:

Прямозубі

З гвинтовими зубами;

За характером виконуваних робіт

Кутові;

Фасонні;

Пазові;

Шпонкові;

Відрізні;

Зуборізні;

За розміром зубів:

Дрібнозубі;

Фрези із великим зубом

Фреза– це багатозубий інструмент, що є вихідним циліндром, на якому розміщуються ріжучі зуби.

Гвинтове розташування зубів забезпечує рівномірність процесу різання, виключаючи удар кожного зуба про заготівлю, тому застосовується частіше (частина ріжучої кромки постійно знаходиться в контакті з поверхнею, що обробляється).

Число гострих зубів фрези залежить від її діаметра і визначається за формулою Z = mÖD

m – коефіцієнт, величина якого залежить від умов роботи та конструкції фрези, причому 0,8

D – діаметр фрези.

Швидкість різання V при фрезеруванні визначається частотою обертання шпинделя

Глибина різання t – найкоротша відстань між обробленою та оброблюваною поверхнею

При даному методі обробки часто користуються параметром, званим шириною фрезерування. Ширина фрезерування визначається в напрямку, паралельному осі фрези.

Подача (S) при фрезеруванні визначається як величина переміщення фрези щодо обробленої поверхні за один оберт. Оскільки переміщення вимірюється мм, то основна розмірність [мм/об].

Подача зуба: S z [мм/зуб]

Подача на обіг: S 0 =S z ×z [мм/об]

z – кількість зубів

Хвилинна подача S м = S 0 × n = S z × z × n [мм/хв]

Машинний час знаходиться як приватний від розподілу шляху інструменту на хвилинну подачу.

Величина врізання залежить від глибини різання і діаметра фрези, величина перебігу становить 1÷5 мм.

═══════════════════════════════════

Схеми фрезерування

При фрезеруванні рух різання повідомляється фрез, а рух подачі - заготівлі. При цьому при тому самому прямолінійному переміщенні заготовки, напрям руху інструменту може з рухом подачі, може бути спрямовано зустрічно.

Попутне фрезерування– це вид фрезерування, у якому напрями руху різання та руху подачі збігаються. До недоліків цієї схеми відноситься те, що при торканні зуба фрези про заготівлю за максимального значення товщини стружки a max відбувається удар. Умови фрезерування можуть ускладнюватися, якщо заготовка має ливарну кірку. До переваг попутного фрезерування відноситься той факт, що результуюча зусилля різання Р притискає заготовку до пристосування, що не вимагає додаткових зусиль на її закріплення. Зміна товщини стружки від максимального значення до нуля забезпечує високу якість поверхні, що обробляється, тобто низьку шорсткість.

При зустрічному фрезеруваннітовщина зрізуваного шару змінюється від нуля до a max тому у початковий момент різання фреза може прослизати щодо оброблюваної поверхні, що не дозволяє забезпечити високу якість останньої. До того ж результуюча зусилля різання Р прагне відірвати заготовку від пристосування, що потребує додаткових зусиль для закріплення заготовки. Перевагою методу є можливість роботи з-під кірки.

Фрезерування проводиться на горизонтальних або вертикальних верстатах.

У процесі утворення отвору свердло одночасно здійснює обертальний та поступальний рухи, при цьому ріжучі кромки свердла зрізають тонкі шари матеріалу, утворюючи стружку. Чим швидше обертається свердло і що більша відстань за оборот воно долає у бік осі оброблюваного отвори, тим швидше відбувається різання.

Швидкість різання залежитьвід частоти обертання свердла та його діаметра, переміщення свердла вздовж осі заготівлі за один оборот впливає на товщину знімається осел матеріалу (стружки). Свердло в порівнянні з іншими ріжучими інструментами робота, т досить важких умовах, так як при свердлінні утруднений відведення стружки і підведення змащувально-охолоджуючої рідини.

Основними елементами різання при свердлінні є швидкість та глибина різання, подача, товщина та ширина стружки (рис. 3.77).

Швидкість різання V - шлях, пройдений точкою на ріжучій кромці свердла, найбільш віддаленої від осі його обертання. Визначають швидкість різання за формулою V = ndnl1000 (де V-швидкість різання, м/хв; d — діаметр свердла, мм; п — частота обертання шпинделя, об/хв; п — постійне число, що дорівнює 3,14; число 1 ТОВ введено формулу для перекладу діаметра свердла в метри). Величина швидкості різання залежить від матеріалу заготовки, матеріалу інструменту та форми його заточування, подачі, глибини різання та наявності охолодження при обробці отвору.

Подача 3 вимірюється в міліметрах на один оберт свердла (мм/об). Величина подачі при свердлінні вибирається в залежності від вимог, що пред'являються до шорсткості обробленої поверхні та точності обробки, оброблюваного матеріалу та свердлільного матеріалу.

Глибина різання tвимірюється в міліметрах і є відстанню від оброблюваної поверхні до осі свердла, тобто. при свердлінні глибина різання становить половину діаметра свердла, а при розсвердленні - половину різниці між діаметром попередньо просвердленого отворуі діаметром свердла.

Товщина зрізу (стружки)вимірюється у напрямі, перпендикулярному ріжучої кромки свердла, і дорівнює половині величини переміщення свердла щодо осі оброблюваного отвору за його оборот, тобто. половині величини подачі. Оскільки шар матеріалу за один оберт свердла знімається двома ріжучими зубами, то кожен з цих зубів видаляє шар матеріалу, товщина якого дорівнює половині величини подачі свердла на один його оберт.

Ширина зрізувимірюється вздовж ріжучої кромки та дорівнює її довжині. При рассверливании ширина зрізу дорівнює довжині ріжучої кромки, що у різанні. Вимірюється ширина зрізу міліметрах.

Режими різання встановлюються з метою забезпечення максимальної продуктивності. При цьому необхідно враховувати фізико-механічні властивості матеріалу заготовки, що обробляється, властивості матеріалу інструменту і вимоги до якості обробленої поверхні, задані кресленням або технічними умовами на виготовлення.

Теоретичний розрахунок елементів режиму різання виконуютьу наведеній нижче послідовності.

1. За спеціальними довідковими таблицями вибирають величину подачі залежно від xapat тера обробки, вимог до якості обробленої поверхні, матеріалу свердла та інших технологічних даних.

2. Розраховують швидкість інструменту з урахуванням технологічних можливостей, ріжучих властивостей матеріалу інструменту та фізико-механічних властивостей заготовки, що обробляється.

3. Визначають розрахункову частоту обертання шпинделя відповідно до знайденої швидкості різання. Отриману величину порівнюють з паспортними даними верстата та приймають рівною найближчому найменшому значенню цієї частоти.

4. Визначають дійсну швидкість різання, з якою проводитиметься обробка.

Насправді визначення режимів різання використовують готові дані технологічних карт і таблиць довідників.

Режими різання при зенкеруванні та розгортанні, а також критерії їх вибору практично не відрізняються від вибору цих параметрів під час свердління.

Припуски на обробку отворів

Припуск – це шар матеріалу, що підлягає зняттю під час обробки. Величина цього шару залежить від вимог, що пред'являються до обробленої поверхні та виду обробки.

При свердлінні припуск на обробку становить половину діаметра свердла. При розсвердлювання припуск визначається залежно від вимог до обробленої поверхні та від необхідності її подальшої обробки (зенкерування, розгортання). Припуск на зенкерування, залежно від того, є попереднім (перед розгортанням) або остаточним, становить від 0,5 до 1,2 мм. Величина припуску залежить також від діаметра отвору, що обробляється. Припуск на розгортання залежить від діаметра отвору, що обробляється, і від вимог, що пред'являються до якості обробленої поверхні і становить від 0,05 до 0,3 мм. Типові дефекти при обробці отворів, причини їх появи та способи попередження наведено у табл. 3.2.

Режимом різанняназивається сукупність елементів, що визначають умови протікання процесу різання.

До елементів режиму різання належать: глибина різання, подання, період стійкостіріжучого інструменту, швидкість різання, частота обертання шпинделя, силаі потужністьрізання.

При проектуванні технологічних процесів механічної обробки або ріжучих інструментів виникає потреба у визначенні та призначенні елементів режиму різання. Вітчизняна практика механічної обробки нагромадила величезний нормативно - довідковий матеріал, за допомогою якого можна призначити будь-який режим різання для будь-якого виду механічної обробки. Проте, табличний метод призначення режимів різання є дуже громіздким, оскільки потребує аналізу великої кількості довідкової інформації. Більш того, всі режимні параметри взаємопов'язані і при зміні хоча б одного з них автоматично змінюються й інші, що ускладнює процес призначення режимів різання.

Аналітичний (розрахунковий) метод визначення режиму різання менш трудомісткий і кращий при навчальному проектуванні технологічних процесів механічної обробки різанням. Він зводиться до визначення, за емпіричними формулами, швидкості, сил і потужності різання за вибраними значеннями глибини різання та подачі.

Вибір різального інструменту

Його слід розпочинати з аналізу шорсткості поверхонь деталі, яка задана на кресленні. Залежно від параметра шорсткості вибирається метод обробки цієї поверхні, якому відповідає свій специфічний різальний інструмент. У табл. 1 наведено залежність шорсткості поверхні від різних методів обробки.

Важливе значення розрахунку режимів різання має вибір матеріалу інструмента. За його виборі слід керуватися рекомендаціями табл. 2 . Для тонких (оздоблювальних) методів обробки матеріалів з високими швидкостями різання (понад 500 м/хв) рекомендується застосування надтвердих інструментальних матеріалів.

Найбільш поширеними є матеріали, отримані на основі кубічного нітриду бору.

Вибір та призначення глибини різання

Мал. 1.Схема до визначення глибини різання при точенні

Глибиною різання називається відстань між оброблюваною та обробленою поверхнями, виміряну за нормаллю до останньої.

При чорнових методах обробки призначають якомога максимальну глибину різання t, рівну всьому припуску або більшу частину його. При чистовому різанні припуск зрізається за два і більше проходи. На кожному наступному проході слід призначати меншу глибину різання, ніж попередньому. Глибину останнього проходу призначають залежно від вимог точності та шорсткості обробленої поверхні.

чорнова обробка t >2;

напівчистова та чистова обробка t = 2,0 - 0,5;

обробна обробка (3,2 мкм і R a > 0,8 мкм) t = 0,5 – 0,1 .

При обробці отворів осьовим різальним інструментом вибирають подачу, що рекомендується, допустиму за міцністю інструменту (

Лабораторна робота №6

Розрахунок режимів різання при свердлінні

Мета роботи:навчитися розраховувати найбільш оптимальні режими різання при свердлінні за аналітичними формулами.

1. Глибина різанняt , мм.При свердлінні глибина різання t = 0,5 D, при розсвердленні, зенкеруванні та розгортанні t = 0,5 (D – d) ,

де d- Початковий діаметр отвору;

D– діаметр отвору після обробки.

2. Поданняs , мм/про.При свердлінні отворів без факторів, що обмежуються, вибираємо максимально допустиму за міцністю свердла подачу (табл.24). При розсвердленні отворів подача, рекомендована для свердління, може бути збільшена до 2 разів. За наявності обмежувальних факторів подачі при свердлінні та розсвердлюванні рівні. Їх визначають множенням табличного значення подачі на відповідний коефіцієнт поправки, наведений у примітці до таблиці. Отримані значення коригуємо за паспортом верстата(Додаток 3). Подачі при зенкеруванні наведено у табл. 25, а при розгортанні – у табл.26.

3. Швидкість різанняv р , м/хв.Швидкість різання при свердлінні

https://pandia.ru/text/80/138/images/image003_138.gif" width="128" height="55">

Значення коефіцієнтів Зvта показників ступеня m, x, y, qнаведено для свердління в табл.27, для розсвердлювання, зенкерування та розгортання – у табл. 28, а значення періоду стійкості Т- Табл. 30.

Загальний коефіцієнт поправки на швидкість різання, що враховує фактичні умови різання,

Кv = Кмv Кіv Кιv,

де Кмv- Коефіцієнт на оброблюваний матеріал (див. табл. 1, 3, 7, 8);

Кіv- Коефіцієнт на інструментальний матеріал (див. табл. 4);

Кеv,- Коефіцієнт враховує глибину свердління (табл. 29). При розсвердленні та зенкеруванні литих або штампованих отворів вводиться додатково поправочний коефіцієнт Кпv(Див. табл. 2).

4. Частоту обертанняn , про/хв,розраховують за формулою

https://pandia.ru/text/80/138/images/image005_96.gif" width="180" height="51">

5. Крутний моментM кр , Н·м, та осьову силу Ро, Н,розраховують за формулами:

при свердлінні

Мкр = 10 ДивDqsyКр;

Р0 = 10 СрDqsyКр;

при розсвердленні та зенкеруванні

Мкр = 10 ДивDq tx syКр;

Р0 = 10 Срtx syКр;

Значення Диві Срта показників ступеня q, x, yнаведено у табл. 31.

Коефіцієнт Kp, що враховує фактичні умови обробки, даному випадкузалежить тільки від матеріалу оброблюваної заготівлі та визначається виразом

Кр = Кмр.

Значення коефіцієнта Кмрнаведені для сталі та чавуну в табл. 11, а для мідних та алюмінієвих сплавів – у табл. 10.

Для визначення моменту, що крутить, при розгортанні кожен зуб інструменту можна розглядати як розточувальний різець. Тоді при діаметрі інструменту Dкрутний момент, H·м,

;

тут sz- Подача, мм на один зуб інструменту, рівна s/z,

де s- Подача, мм / про, z- Число зубів розгортки. Значення коефіцієнтів та показників ступеня див. у табл. 22.

6. Потужність різанняNe , КВт, Визначають за формулою:

де nпр- частота обертання інструменту або заготівлі, об/хв,

Потужність різання не повинна перевищувати ефективну потужність головного приводу верстата Nе< Nе(, де Nдв- потужність двигуна, h- ККД верстата). Якщо умова не виконується та Nе> Nе, знижують швидкість різання Визначають коефіцієнт перевантаження розраховують нове менше значення швидкості різання, де Зріст- осьова сила верстата.

7. Основний час То, хв,розраховують за формулою

де L – довжина робочого ходу інструменту, мм;

Довжина робочого ходу, мм, дорівнює L= l+ l1 + l2 ,

де l- Довжина оброблюваної поверхні, мм;

l1 і l2 – величини врізання та перебігу інструмента, мм (див. додаток 4).

Таблиця 1

Поправочний коефіцієнт Домv, що враховує вплив фізико-механічних властивостей оброблюваного матеріалу на швидкість різання.

Таблиця 2

Поправочний коефіцієнт Кпv, що враховує вплив стану поверхні заготівлі на швидкість різання

Таблиця 3

Поправочний коефіцієнт Кмv, що враховує вплив фізико-механічних властивостей мідних та алюмінієвих сплавів на швидкість різання

Таблиця 4

Поправочний коефіцієнт Кіv, що враховує вплив інструментального матеріалу на швидкість різання

4.1. Основи теорії різання металів. .

Сутність обробки металів різанням полягає у видаленні з поверхні заготівлі зайвої частини металу (припуску). При цьому заготовка, перетворюючись на виріб, набуває необхідної форми, розмірів і шорсткості поверхні, передбачених кресленням.

Обробка металів різанням проводиться різальними інструментами на різних металорізальних верстатах: токарних, фрезерних, стругальних, свердлильних, шліфувальних та ін.

У процесі різання розрізняють: оброблювану, оброблену поверхню та поверхню різання (рис. 4.1).

Поверхня, що підлягає обробці, називається поверхнею, що обробляється. Поверхня, отримана в результаті обробки (при свердлінні - це циліндрична поверхня просвердленого отвору) називається обробленою. Поверхня, що утворюється ріжучою кромкою інструменту у процесі різання, називається поверхнею різання.

Процес різання при свердлінні може бути здійснений за наявності двох робочих рухів ріжучого інструменту щодо оброблюваної деталі: обертального руху та подачі (рис. 4.2).

Мал. 4.1.

Мал. 4.2. Робочі рухи при свердлінні

Елементи різання під час свердління.У процесі утворення отворів на свердлильних верстатах свердло одночасно здійснює обертальний та поступальний рух. При цьому ріжучі кромки свердла зрізають тонкі шари металу у нерухомо закріпленої заготовки, утворюючи стружку, яка, завиваючись і ковзаючи по спіральних канавках свердла, виходить з отвору, що обробляється. Чим швидше обертається свердло і глибше переміщається вздовж осі один оберт, тим швидше здійснюється процес обробки.

Частота обертання свердла та його діаметр характеризують швидкість різання, а переміщення його вздовж осі за один оборот визначає товщину стружки, що зрізається.

Свердло в порівнянні з іншими ріжучими інструментами працює в досить важких умовах, так як при свердлінні утруднюється відведення стружки і підведення мастильно-охолоджувальної рідини.

На відміну від різця свердло є не однолезовим, а багатолезовим різальним інструментом. У процесі різання при свердлінні беруть участь не тільки два головні леза, а й лезо перемички, а також два допоміжні леза, що знаходяться на напрямних стрічках свердла, що дуже ускладнює процес утворення стружки.

На початку обробки передня поверхня свердла стискає прилеглі до неї частинки металу. Потім, коли тиск, створюване свердлом, стає більшим, ніж сили зчеплення частинок металу, відбувається їх відокремлення від оброблюваної поверхні та утворення елементів стружки.

При обробці пластичних металів (сталей) різанням утворюються три види стружки; елементна (сколювання), ступінчаста, зливна, а при обробці малопластичних металів (чавун, бронза) - стружка надлому. При свердлінні утворюються два види стружки: зливна та надлому. Стружка, що зрізається, значно змінює свою форму (збільшується за товщиною і коротшає по довжині). Це називається усадкою стружки.

Основними елементами різання при свердлінні є швидкість. та глибина різання, подача, товщина та ширина стружки (рис. 4.3).

Швидкість різання v - шлях переміщення ріжучої кромки свердла щодо оброблюваної заготовки в одиницю часу - визначається за формулою:

v = πDn/1000, де

v - швидкість різання, м/хв;

D - діаметр свердла, мм;

n-Частота обертання свердла, об / хв;

π - постійне число, що дорівнює 3,14.

Так як діаметр отвору виражається в міліметрах, а швидкість різання - в метрах, твір πD необхідно розділити на 1000.

Величина швидкості різання залежить від оброблюваного матеріалу, діаметра, матеріалу свердла та форми його заточування, подачі, глибини різання та охолодження.

Подача S (мм/об) - переміщення свердла вздовж осі за його оборот. Величина подачі при свердлінні та розсвердлюванні залежить від заданого параметра шорсткості та точності обробки, оброблюваного матеріалу, міцності свердла та жорсткості технологічної системиверстата.

Глибина різання t (мм) - відстань від оброблюваної поверхні до осі свердла (тобто радіус свердла). Визначається глибина різання за формулою t = D/2 де D — діаметр свердла, мм.

Товщина зрізу (стружки) а вимірюється в напрямку, перпендикулярному ріжучій кромці свердла, і дорівнює S/2.

Ширина зрізу (стружки) b вимірюється вздовж ріжучої кромки та дорівнює її довжині.

Таким чином, площа поперечного перерізу зрізу стає більшою зі збільшенням діаметра свердла.

Мал. 4.3.

Мал. 4.4. Сили, що діють на свердло

Матеріал при обробці отвору чинить опір різання та зняття стружки. Для здійснення процесу різання за допомогою механізму подачі верстата до ріжучого інструменту повинна бути прикладена сила подачі Р, що перевищує сили опору матеріалу, а до шпинделя верстата - момент Мкр, що крутить (рис. 4.4).

Сила подачі при свердлінні і момент, що крутить, залежать від діаметра свердла D, величини подачі і оброблюваного матеріалу; так, наприклад, при збільшенні діаметра свердла та подачі вони також збільшуються.

Обертаючий моментМкр (Н*м) верстата підраховується за формулою Мкр = 9750 Nшп/n, де Nшп – потужність на шпинделі; кВт; n - частота обертання шпинделя, про/хв.

У свою чергу, Nшп = Nст * η, де Nст - потужність електродвигуна верстата; η - ККД верстата.

Потужність, що витрачається на різання, складатиметься з потужності, витрачається обертання, і потужності, витрачається рух подачі, тобто. Nрез = Nвр +Nпод.

Потужність(кВт), що витрачається на обертання, Nвр = Mn/975000, де M - сумарний момент від сил опору різання, H * m; n - частота обертання свердла, про/хв.

Розрахунки показують, що потужність, що витрачається на рух подачі, мала (0,5-1,5% потужності, що витрачається на обертання свердла), і нею можна знехтувати.

Тому Nрез = Nвр = Mn/975000 або Nрез = Mv/(3060D). Нагрів інструменту та охолодження при обробці. У процесі свердління виділяється велика кількість теплоти внаслідок деформації металу, тертя стружки і тертя, що виходить по канавках свердла. задньої поверхнісвердла об оброблювану поверхню. Основна частина теплоти уноситься стружкою, а решта розподіляється між заготівлею та інструментом.

Для запобігання затупленню та передчасному зносу при нагріванні ріжучого інструменту в процесі різання застосовують мастильно-охолоджувальну рідину (табл. 4.1), яка відводить теплоту від стружки, заготовки та інструменту. Мастило-охолоджувальна рідина, змащуючи тертьові поверхні інструменту і заготовки, значно зменшує тертя і полегшує цим процес різання.

Застосовуючи при обробці отворів, зазначені в табл. 4.1 мастильно-охолодні рідини, можна збільшити стійкість ріжучого інструменту від 1,5 до 3 разів.

4.1. Мастило-охолодні рідини, що застосовуються при обробці отворів